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SISTEMA PARA LA LOCALIZACIÓN DE MOTOS MEDIANTE GSM y GPS EN BOGOTÁ CAMILO ANDRES FRONTADO ESCOBAR INGENIERIA EN TELEMÁTICA UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS FACULTAD TECNOLÓGICA BOGOTÁ 2018
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SISTEMA PARA LA LOCALIZACIÓN DE MOTOS MEDIANTE GSM y GPS EN
BOGOTÁ
CAMILO ANDRES FRONTADO ESCOBAR
INGENIERIA EN TELEMÁTICA
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSÉ DE CALDAS
FACULTAD TECNOLÓGICA
BOGOTÁ
2018
SISTEMA PARA LA LOCALIZACIÓN DE MOTOCICLETAS MEDIANTE GSM y
GPS EN BOGOTÁ
CAMILO ANDRES FRONTADO ESCOBAR
PROPUESTA DE GRADO
DIRECTOR:
MIGUEL ANGEL LEGUIZAMON PÁEZ
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
FACULTAD TECNOLOGICA
BOGOTÁ
2018
Tabla de contenido INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 7
1. FASE DE DEFINICIÓN, PLANEACIÓN Y ORGANIZACIÓN .............................. 8
1.1. Título del trabajo ............................................................................................. 8
1.2. Tema ................................................................................................................ 8
1.3. Planteamiento del problema .......................................................................... 8
1.3.1. Descripción del problema ................................................................... 8
1.3.2 Formulación del Problema ................................................................. 11
1.4. Alcances - Delimitaciones ............................................................................ 11
1.4.1. Alcances ............................................................................................. 11
1.4.2. Delimitaciones ................................................................................... 12
1.5. Objetivos ........................................................................................................ 13
1.5.1. Objetivo general ................................................................................. 13
1.5.2 Objetivos específicos ......................................................................... 13
1.6. Justificación .................................................................................................. 14
1.7. Marco de Referencia ..................................................................................... 15
1.7.1 Estado del arte .................................................................................... 15
Fuentes de información ................................................................................ 15
1.7.2. Marco Teórico .................................................................................... 18
Investigación de operaciones .................................................................... 18
1.7.3. Metodología de desarrollo ................................................................ 24
Metodología Scrum ....................................................................................... 24
1.7.3. Marco conceptual ...................................................................................... 25
1.8. Factibilidad ............................................................................................ 29
1.8.1. Factibilidad Técnica .......................................................................... 29
1.8.2. Factibilidad Operativa ....................................................................... 35
1.8.3. Factibilidad Económica ..................................................................... 36
1.8.4. Factibilidad Legal .............................................................................. 41
1.9. Cronograma de actividades ...................................................................... 43
2. PROTOTIPO DE GEOLOCALIZACIÓN PARA MOTOCICLETAS ............. 44
2.1.2. Documentación de Arduino ................................................................ 45
2.1.3. Establecer conexión Física entre arduino y SIM808 ........................ 46
2.1.4. Armar e introducir prototipo de geolocalización dentro de una caja
resistente con las mínimas dimensiones posibles .................................... 47
3. DISEÑO DEL SISTEMA TELEMÁTICO ...................................................... 48
3.1. Lista de Actividades ............................................................................... 48
3.1.2. Identificar Arquitectura general de componentes informáticos y de
comunicaciones. ........................................................................................... 48
3.1.3. Describir funcionalidades del proceso de geolocalización ............. 49
3.1.4. Diagramas de secuencia de geolocalización .................................... 50
3.1.5. Definir Ambiente de desarrollo e ejecución de Código ................... 50
3.1.6. Evidenciar simulación de funcionamiento de sistema .................... 51
4. DISEÑO DE LA BASE DE DATOS ............................................................. 52
4.1. Lista de Actividades ............................................................................. 52
4.1.1. Diseñar entitys en JHispter ................................................................ 52
4.1.2. Crear Base de datos en azure ............................................................ 53
4.1.3. Conectar base de datos en ambiente de producción ...................... 54
4.1.4. Crear entidades en la base de datos ................................................. 55
5. PROGAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR ........................................ 56
5.1. Lista de actividades ................................................................................... 56
5.1.1. Importar librerias .............................................................................. 56
5.1.2. Definir variables globales ................................................................ 57
5.1.3. Inicializar módulo GSP y modulo GPS ........................................... 58
5.1.4. Detectar mensaje, origen capturar latitud, longitud ...................... 59
5.1.5. Concatenar latitud y longitud con url del portal ............................ 60
5.1.6. Enviar SMS al origen con ubicación ............................................... 60
6. CONCLUSIONES ........................................................................................ 61
7. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 62
Tabla de ilustraciones
Ilustración 1 estadística motos ................................................................................. 9
Ilustración 2 Marcas de motos más robadas ......................................................... 10
Ilustración 3 arquitectura de sistema ....................... Error! Bookmark not defined.
Ilustración 4 Dispositivo de Rastreo ....................................................................... 30
Ilustración 5 motocicleta y sus partes .................................................................... 30
Ilustración 6 hardware SIM808 .............................................................................. 45
Ilustración 7 arduino y SIM808............................................................................... 46
Ilustración 8 prototipo localizador ........................................................................... 47
Ilustración 9 Diseño de modelo de datos ............................................................... 53
Ilustración 10 base de datos en línea .................................................................... 53
Ilustración 11 configuración de producción ............................................................ 54
Ilustración 12 modelo relacional de Base de Datos ............................................... 55
Ilustración 13 importar librerias .............................................................................. 57
Ilustración 14 definir variables globales ................................................................. 58
Ilustración 15 inicialización de GPS y GSM ........................................................... 58
Ilustración 16 detectar mensaje y origen ............................................................... 59
Ilustración 17 capturar Longitud y latitud ............................................................... 59
Ilustración 18 concatenar longitud y latitud dentro de url ....................................... 60
Ilustración 19 enviar SMS de localización ............................................................. 60
TABLA DE TABLAS
Tabla 1 cuadro comparativo con tecnología actuales ............................................ 31
Tabla 2 Costo del Hardware .................................................................................. 36
Tabla 3 Costo de Personal .................................................................................... 38
Tabla 4 Recursos Lógicos ..................................................................................... 39
Tabla 5 Materiales ................................................................................................. 39
Tabla 6 Materiales ................................................................................................. 40
Tabla 7 total de precios .......................................................................................... 40
Tabla 8 Lista de actividades .................................................................................. 44
Tabla 9 lista de actividades .................................................................................... 48
Tabla 10 Arquitectura General del Sistema Telemático ......................................... 49
Tabla 11 Diagrama de secuencia Sistema Telemático .......................................... 50
Tabla 12 lista de actividades .................................................................................. 52
Tabla 13 Lista de actividades para programar el micro ......................................... 56
Tabla 14 Definición de actores............................................................................... 88
Tabla 15 Documentación casos de uso ................................................................. 89
Tabla 16 Documentación casos de uso ................................................................. 93
Tabla 17 Analisis modelo racional ......................................................................... 95
Tabla 18 Analisis modelo racional ......................................................................... 96
Tabla 19 Atributos TypeDoc................................................................................... 98
Tabla 20 Atributos User tracker ............................................................................. 98
Tabla 21 Atributos Brands ..................................................................................... 99
Tabla 22 Atributos MotorCycle ............................................................................... 99
Tabla 23 Atributos Device ...................................................................................... 99
Tabla 24 Atributos LogTracker ............................................................................. 100
Tabla 25 Documentación diagrama de actividades registrar usuario ................... 111
Tabla 26 Documentación diagrama de actividades consultar información usuario
............................................................................................................................. 111
Tabla 27 Documentación diagrama de actividades editar usuario ....................... 112
Tabla 28Documentación diagrama de actividades ver usuario ............................ 113
Tabla 29 Documentación diagrama de actividades eliminar usuario ................... 114
Tabla 30 Documentación diagrama de actividades consultar información motocicleta
............................................................................................................................. 114
Tabla 31 Documentación diagrama de actividades eliminar motocicleta ............. 115
Tabla 32 Documentación diagrama de actividades editar motocicleta ................ 115
Tabla 33 Documentación diagrama de actividades localizar motocicleta ............ 116
Tabla 34 Documentación diagrama de actividades información de dispositivo de
rastreo .................................................................................................................. 117
Tabla 35Documentación diagrama de actividades ver dispositivo de rastreo ...... 117
Tabla 36 Documentación diagrama de actividades Editar dispositivo ................ 118
Tabla 37 Documentación diagrama de actividades Eliminar dispositivo de rastreo
............................................................................................................................. 119
Tabla 38 Documentación diagrama de actividades consultar logs de rastreo ..... 119
Tabla 39Documentación diagrama de actividades ver localización ..................... 120
Tabla 40 Documentación diagrama de actividades Crear log de rastreo ............. 120
Tabla 41 Documentación diagrama de actividades editar log de rastreo ............. 121
Tabla 42 Documentación diagrama de actividades eliminar log de rastreo ......... 122
Tabla 43 Documentación diagrama de actividades monitorear recursos de la App
............................................................................................................................. 123
INTRODUCCIÓN
El siguiente proyecto va dirigido a los conductores y propietarios de motocicletas en
la ciudad de Bogotá con respecto a la problemática que presentan actualmente con
el hurto o perdida de sus vehículos.
Las personas que Diariamente se desplaza por la ciudad con sus motos están
expuestas a ser despojados de sus vehículos a la fuerza o por descuido; los
dispositivos de localización que el mercado ofrece actualmente son bastante
costosos y se hace necesario un servicio asequible a las personas afectadas.
Teniendo en cuenta la problemática se plantea un sistema Telemático a partir de un
microcontrolador con GPS y GSM que, junto con una plataforma web, podrán
brindarle al propietario del vehículo la ubicación del mismo de una manera rápida y
sencilla. La realización de este proyecto significa para los conductores y propietarios
de motocicletas en Bogotá un aporte muy valioso, justificándose en los beneficios
que obtendrán en cuanto a tiempo y económicamente al poder tener la capacidad
de obtener la ubicación de sus motocicletas pérdidas para poder dar aviso a las
autoridades nacionales, las cuales también tendrán una gran ganancia en cuanto al
tiempo y efectividad de sus procedimientos al recuperar un vehículo hurtado.
Por último, este documento se compone de la fase planeación describiendo el
planteamiento del problema y los objetivos propuestos, en cuanto al análisis de
requisitos se especifica la implementación de SCRUM para el desarrollo del
proyecto, adicionalmente para cada objetivo planteado se desarrolla un capítulo por
aparte y por último, los resultados y pruebas.
1. FASE DE DEFINICIÓN, PLANEACIÓN Y ORGANIZACIÓN
1.1. Título del trabajo
Sistema para la localización de motocicleta mediante GSM y GPS en Bogotá.
1.2. Tema
Aplicación de la ingeniería telemática en la solución de una problemática social.
1.3. Planteamiento del problema
1.3.1. Descripción del problema
En los últimos años se ha venido evidenciando un gran incremento del uso de
motocicletas en la ciudad de Bogotá1; se han convertido en una herramienta
sumamente importante para las personas, ya que diariamente hacen uso de estas
para trabajar o desplazarse a sus diferentes destinos, como a sus trabajos u
hogares.
Se han conformado bandas criminales enfocadas al hurto de motocicletas
implementando principalmente dos modalidades de robo; el 82 % de los hurtos
reportados en la primera mitad del año pasado fueron cometidos mediante el jalado,
y el otro 18 % mediante atracos con algún tipo de arma.2Los conductores se
encuentran amenazados a ser despojados de sus motocicletas por las distintas
bandas criminales que se dedican al hurto, secuestro y distribución de motocicletas
1 El TIEMPO, E. T. M. P. (2018, 03 septiembre). ¿Por qué la gente se baja del bus y se sube a las motos? Recuperado 33 Abril, 2018, de <https://www.eltiempo.com/economia/sectores/sigue-en-aumento-la-venta-de-motos-en-colombia-200866>, [Citado el 22 de agosto de 2018]. 2 EL ESPECTADOR, E.S.P.T.D.R (2017, 01 junio). MÁS DE OCHO HURTOS SE DENUNCIAN AL DÍA EN LA CIUDAD, de < https://www.elespectador.com/noticias/bogota/hasta-en-la-web-venden-motos-robadas-articulo-696505>, [Citado el 13 de septiembre de 2018].
en los diferentes sectores de la ciudad de Bogotá, la Fiscalía General de la Nación
reporto entre enero y julio del presente año el robo de 16.922 motos, donde solo en
Bogotá se han registrado 2.140, las localidades con más hurto de motos son
Kennedy con 373, bosa con 254 y ciudad bolívar con 223.
Ilustración 1 estadística motos3
Las autoridades recomiendan a las personas que instalen sistemas de seguridad en
sus motocicletas como GPS4 debido a que se hace necesario sistemas como estos,
3 LA FM, L.FM. (2018, 21 agosto). Al menos seis motos son robadas diariamente en Bogotá, de < https://www.lafm.com.co/bogota/al-menos-seis-motos-son-robadas-diariamente-en-bogota>, [Citado el 13 de septiembre de 2018]. 4 EL ESPECTADOR, E.S.P.T.D.R (2017, 01 junio). MÁS DE OCHO HURTOS SE DENUNCIAN AL DÍA EN LA CIUDAD, de < https://www.elespectador.com/noticias/bogota/hasta-en-la-web-venden-motos-robadas-articulo-696505>, [Citado el 13 de septiembre de 2018].
debido a que ya han aportado a las autoridades datos necesarios para desmantelar
todas estas bandas criminales y evitar las diferentes repercusiones negativas que
generan a la sociedad.
Ilustración 2 Marcas de motos más robadas
Por tantos se propone un sistema de geolocalización para motocicletas, a diferencia
de los sistemas comerciales actuales, este puede ofrecerse como un servicio que
funcione en la mayoría de dispositivos antiguos y de última tecnología, al brindar la
ubicación de sus vehículos por SMS los usuarios no tendrán la necesidad de
acceder a un navegador o utilizar internet para enterarse de la ubicación de su
vehículo, esto lo hace amigable con la economía de las personas sin perder su
efectividad, además es posible abarcar mayor parte del mercado al poder dejarle al
alcance de adultos mayores este excelente servicio.
1.3.2 Formulación del Problema
¿De qué manera aportar para obtener información sobre la ubicación de
motocicletas hurtadas en la ciudad de Bogotá?
1.4. Alcances - Delimitaciones
1.4.1. Alcances
El sistema de geolocalización para motocicletas se realiza mediante un
microcontrolador con GSM y GPS por el cual se puede obtener la ubicación de un
vehículo para posteriormente ser enviada por SMS al celular del propietario y
finalmente ser interpretada por una plataforma web disponible para este servicio.
El sistema contará con la facilidad de guardar datos básicos y de seguridad tanto
del propietario como del vehículo, con el fin de al momento de realizar la petición de
la ubicación brindarle la ubicación únicamente al dueño o propietario, por otra parte,
la aplicación contará con las siguientes características:
1. Un sistema de información web que permita al propietario realizar el login
correspondiente para acceder al servicio de ubicación de su motocicleta.
2. El sistema de información ofrecerá un formulario para diligenciar datos
básicos de su motocicleta para que el propietario pueda enviar su
petición.
3. Por otra parte, el sistema contara con un microcontrolador con modulo
GPS y GSM el cual obtendrá la ubicación de la motocicleta y la envíe al
celular del propietario mediante SMS.
4. El sistema web contara con las funciones del API de Google maps como
una de sus opciones, con el fin de mostrar la ubicación de la motocicleta
de una manera visualmente agradable si se desea.
5. El sistema tendrá una base de datos relacional que soporte toda la lógica
de negocio necesaria para poner este sistema en marcha.
1.4.2. Delimitaciones
El desarrollo del sistema se enfocará únicamente en la creación de un prototipo que
cumpla con las cualidades necesarias para solucionar o mitigar la problemática
anteriormente descrita, y su funcionamiento será evaluado en las diferentes zonas
de la ciudad de Bogotá.
1.5. Objetivos
1.5.1. Objetivo general
Desarrollar un prototipo de un Sistema de Geolocalización para apoyar la ubicación
de las motocicletas robadas en Bogotá.
1.5.2 Objetivos específicos
► Plantear un prototipo de geolocalización para las motocicletas en Bogotá
sencillo y efectivo.
► Diseñar un sistema telemático que permita al usuario realizar peticiones de
la geolocalización a su motocicleta y visualizar su ubicación.
► Diseñar una base de datos de acceso en línea que soporte de manera
organizada toda la información pertinente para soportar el negocio del
sistema de geolocalización para motocicletas en Bogotá.
► Programar un microcontrolador con el fin de obtener la ubicación de una
motocicleta hurtada mediante GPS y compartirla con su propietario mediante
GSM.
1.6. Justificación
En la capital de Colombia actualmente existe el hecho de no contar con un sistema
de cámaras eficiente que permita a las autoridades identificar y recuperar los
vehículos que son reportados como robados o desaparecidos, esto genera que las
autoridades competentes carezcan de herramientas para recuperar los vehículos
robados y por tanto la mayoría de los vehículos robados no son devueltos a sus
propietarios y esto hace para las bandas criminales un mercado atractivo y lucrativo
en su beneficio lo que puede generar un alza en la delincuencia mayormente en
estas áreas.
Por otra parte, los sistemas de geolocalización actuales funcionan únicamente si el
usuario tiene un dispositivo celular de última generación y además de esto tienen
acceso a internet.
Por esto se propone el desarrollo de un sistema de geolocalización de motocicletas,
en el cual los afectados puedan avisar prontamente a las autoridades competentes
la ubicación de su vehículo, al obtenerla mediante SMS y así garantizar la acción
pronta y efectiva de la recuperación de sus motocicletas.
1.7. Marco de Referencia
1.7.1 Estado del arte
Fuentes de información
SISTEMA DE LOCALIZACIÓN POR MEDIO DE SMS O GPRS
En este proyecto se propone una solución para el problema de la localización de
carros robados. Este sistema está basado en el uso de las tecnologías de GPS,
GPRS y GSM. Gracias a los avances de la tecnología es posible usar estas tres
tecnologías en conjunto para poder determinar la ubicación de un carro. Este
proyecto se enfoca en la localización de carros robados, se presenta la limitación
que solo funciona donde hay cobertura de telefonía celular. Otra limitación de este
proyecto es que solo nos va a informar de la ubicación actual del carro. Como se
usó la tecnología de GSM para poder estar informado donde se encuentra ubicado
el carro. El sistema se encuentra limitado por la cobertura de la empresa de telefonía
celular; por lo tanto este proyecto solo nos va a dar la información donde haya señal
de esta empresa de telefonía celular.5
Este es un proyecto de ingeniería en informática y ciencias de la computación,
desarrollado en la universidad Galileo en Guatemala, y pretende realizar un sistema
de geolocalización para una problemática social.
5 Luis Daniel Lanuza Sandoval, L. D. L. S. (2018, 23 julio). Sistema de localización por medio de SMS o GPRS. Recuperado 23 julio, 2018, de <http://biblioteca.galileo.edu/tesario/bitstream/123456789/23/1/TESIS%20FINAL.pdf>, [Citado el 23 de julio de 2018].
Aportes al proyecto:
Este proyecto permite identificar el uso de la infraestructura GSM y GPS en sistemas
de geolocalización de vehículos, gracias a esto se podrá tener una visión más
aterrizada de lo que se puede llegar a hacer con estas tecnologías.
MONITOREO SATELITAL DE VEHICULOS MEDIANTE UNA APLICACIÓN WEB
En este trabajo se propone la creación de un prototipo de sistema web de monitoreo
satelital de vehículos para analizar datos provistos por dispositivos especiales de
posicionamiento que se instalan en ellos. Se hace una introducción básica a GPS y
Sistemas de Información Geográfica (SIG), explicando su funcionamiento y áreas
en las que se utilizan. Se describen algunas de las diferentes aplicaciones posibles
para SIG y la importancia de la información geográfica, su correcta administración
y las herramientas disponibles para su análisis. Por último, se describe el prototipo
de sistema web, su funcionamiento y su modo de uso6.
Este es un proyecto de licenciatura en sistemas desarrollado en la universidad de
la plata en Argentina y tiene como objetivo la creación de un prototipo de sistema
web de monitoreo satelital de vehículos.
Aportes al proyecto:
6 Tirabassi, T.B. (2011, 06 marzo). Estado del arte de los principales servicios basados en localización para dispositivos móviles. Recuperado 2011 marzo, de <http://sedici.unlp.edu.ar/bitstream/handle/10915/46920/Documento_completo.pdf?sequence=1>, [Citado el 28 de agosto de 2018].
El estudio de este proyecto permite identificar las distintas ventajas y el
funcionamiento del GPS y visualizar una posible arquitectura que podría
implementarse en el proyecto que se plantea.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE LOCALIZACION
AUTOMÁTICA DE VEHÍCULOS UTILIZANDO UNA RED PRIVADA DE RADIO EN
EL CASCO URBANO DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL
En este proyecto de tesis se realiza el diseño de un prototipo escalable que se
presenta como un sistema para la localización de móviles. Consta de una
infraestructura de radio previamente existente montada sobre una flota de
vehículos, teniendo como base una estación central. El propósito des de utilizar
hardware adecuado para lograr la comunicación de datos de posicionamiento
provenientes de equipos GPS hacia la estación central. En esta base se contará
con un software desarrollado para la adquisición, procesamiento visualización
grafica de los datos transmitidos desde los vehículos hasta la estación central.
Se realiza la configuración de los componentes involucrados en el sistema como lo
es un MODEM inteligente llamado TNC que funciona mediante el protocolo AX.25
y es utilizado para modular y desmodular dentro de bandas de radio UHF/VHF. Se
elaboran las interfaces adecuadas para permitir el proceso de intercambio de
información digital a través de un medio analógico. La implementación de este
sistema se realiza tomando en cuenta el ambiente real en el cual funcionara. Por
esto, se incluye estudios estadísticos sobre mediciones de tráfico y ocupación del
canal de radio para verificar la funcionalidad y eficiencia del sistema una vez
implementado en una flota de vehículos.
El software, parte fundamental del sistema, además de adquirir los datos de
posicionamiento que recibe de los vehículos, brinda muchas más funcionalidades
como la presentación de mapas en formato digital de la ciudad de Guayaquil, la
representación gráfica de las posiciones de los móviles sobre los mapas, las
coordenadas geográficas de la ubicación de la unidad remota, y permite a la
estación central preguntar a uno de los móviles en específico sobre su posición
actual en cualquier momento dado, aparte del reporte automático de las unidades e
intervalos de tiempo programables.7
Este es un proyecto de ingeniería electrónica en telecomunicaciones desarrollado
en la universidad de Guayaquil en Ecuador y busca realizar el diseño de un prototipo
escalable que se presenta como un sistema para la localización de móviles.
Aportes al proyecto:
Gracias a este proyecto se puede hacer uso de los métodos de diseño de
infraestructura implementados usando las distintas funcionalidades de la tecnología
GPS.
1.7.2. Marco Teórico
Investigación de operaciones
En esta disciplina se destacan las siguientes características esenciales:
- Una fuerte orientación a teoría de sistemas.
- La participación de equipos interdisciplinarios.
- La aplicación del método científico en apoyo a la toma de decisiones.
Con base a estas propiedades, una posible definición es: La Investigación Operativa
es la aplicación del método científico por equipos interdisciplinarios a problemas que
7 Daniel Aguilar Espinoza, D. A. E. (2003, 18 junio). DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE LOCALIZACION AUTOMÁTICA DE VEHÍCULOS UTILIZANDO UNA RED PRIVADA DE RADIO EN EL CASCO URBANO DE LA CIUDAD DE GUAYAQUIL. Recuperado 18 junio, 2003 [En Línea], <https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/215/1/336.pdf>, [Citado el 18 de junio de 2018].
comprenden el control y gestión de sistemas organizados (hombre - máquina); con
el objetivo de encontrar soluciones que sirvan mejor a los propósitos del sistema (u
organización) como un todo, enmarcados en procesos de toma de decisiones.
Los pasos a seguir en la aplicación del método científico (coincidentes con los de la
Teoría General de Sistemas) son, en su expresión más simple:
1. – Planteamiento y Análisis del problema.
2. – Construcción de un modelo.
3. – Deducción de la(s) solución(es).
4. – Prueba del modelo y evaluación de la(s) solución(es).
5. – Ejecución y control de la(s) solución(es).8
GPS (Global Positioning System)
Es un sistema que permite determinar en toda la Tierra la posición de un objeto (una
persona, un vehículo) con una precisión de hasta centímetros (si se utiliza GPS
diferencial), aunque lo habitual son unos pocos metros de precisión. El sistema fue
desarrollado, instalado y empleado por el Departamento de Defensa de los Estados
Unidos. Para determinar las posiciones en el globo, el sistema GPS se sirve de 24
a 32 satélites y utiliza la trilateración.
El GPS funciona mediante una red de como mínimo 24 satélites en órbita sobre el
planeta Tierra, a 20 180 km de altura, con trayectorias sincronizadas para cubrir
toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posición
tridimensional, el receptor que se utiliza para ello localiza automáticamente como
8 Facultad de Ingeniería Uruguaya, Investigación de operaciones [En Línea], <http://www.fing.edu.uy/inco/cursos/io/archivos/teorico/todo.pdf>, [Citado el 16 de Septiembre de 2018].
mínimo cuatro satélites de la red, de los que recibe unas señales indicando la
identificación y hora del reloj de cada uno de ellos, además de información sobre la
constelación. Con base en estas señales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y
calcula el tiempo que tardan en llegar las señales al equipo, y de tal modo mide la
distancia al satélite mediante el método de trilateración inversa, el cual se basa en
determinar la distancia de cada satélite al punto de medición. Conocidas las
distancias, se determina fácilmente la propia posición relativa respecto a los
satélites. Conociendo además las coordenadas o posición de cada uno de ellos por
la señal que emiten, se obtiene la posición absoluta, o coordenadas reales del punto
de medición. También se consigue una gran exactitud en el reloj del GPS, similar a
la de los relojes atómicos que lleva a bordo cada uno de los satélites.9
GSM (Global System for Móvil communications)
Es un sistema estándar, libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y
enviar y recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet,
acceder con seguridad a la red informática de una compañía (red local/Intranet), así
como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio
de mensajes cortos (SMS) o mensajes de texto.
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un
estándar de segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y
difiere en su mayor velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red
9 WebSum, W.S. (2018, 17 agosto). GPS. Recuperado 17 agosto, 2018 [En Línea],
<http://webs.um.es/bussons/GPSresumen_TamaraElena.pdf>, [Citado el 17 de agosto de 2018].
ligeramente distinta y sobre todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-
CDMA).10
SIM 808 V3.2.2
SIM808 módulo es un completo Quad-Band GSM/GPRS, que combina la tecnología
GPS para la navegación por satélite. El diseño compacto que integra GPRS y GPS
en un paquete de SMT ahorrará significativamente el tiempo y los costes para los
clientes para desarrollar aplicaciones GPS habilitado. Con una interfaz estándar de
la industria y la función GPS, que permite los activos variables para hacer un
seguimiento en cualquier lugar y en cualquier momento con la cobertura de la
señal.11
Angular 7
Angular 2+ es un framework para aplicaciones web desarrollado en Typescript, de
código abierto, mantenido por google, que se utiliza para crear y mantener
aplicaciones SPA. Su objetivo es aumentar las aplicaciones basadas en navegador
con capacidad de MVC, en un esfuerzo para hacer que el desarrollo y las pruebas
sean más fáciles.12
JHipster
JHipster es una herramienta que a través de Yeoman, ofrece un robusto flujo de
trabajo que permite construir una aplicación web con Spring y Angular, ofreciendo
10 Sistema global para las comunicaciones móviles [En Línea],
<https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/19023/Memoria_Lizon_Gonzalez_Roberto.pdf;jsessio
nid=DC08264B6DC663E48D18C8F0D1931344?sequence=1>, [Citado el 28 de agosto de 2018].
11 Sim 808, Prometec [En Línea], < https://www.prometec.net/sim808/>, [Citado el 16 de Septiembre
de 2018]. 12 Angular.io, one framework mobile & desktop [En Línea], < https://angular.io/ > (Google, 2018)
herramientas que ayudan a generar código listo para usar a partir de un modelo de
datos.
JHispter genera código Java para el Backend y Angular para el Frontend, además
cuenta con un diseño responsivo creado con la ayuda de Bootstrap13.
Bootstrap
Bootstrap, es un framework originalmente creado por Twitter, que permite crear
interfaces web con CSS y JavaScript, cuya particularidad es la de adaptar la interfaz
del sitio web al tamaño del dispositivo en que se visualice. Es decir, el sitio web se
adapta automáticamente al tamaño de una PC, una Tablet u otro dispositivo. Esta
técnica de diseño y desarrollo se conoce como “responsive design” o diseño
adaptativo14.
Spring Boot
Spring es un framework para el desarrollo de aplicaciones y contenedor
de inversión de control, de código abierto para la plataforma Java, fue creado por
Rod Johnson quien lo lanzó junto con la publicación de su libro Expert one-on-one
J2EE Design and development15.
13 Adictos al trabajo, Jhipster[En Línea], < https://www.adictosaltrabajo.com/2016/10/19/por-que-todo-el-mundo-habla-de-jhipster/>, [Citado el 19 de octubre de 2016]. 14 Arweb.com, ¿Qué es bootstrap y cómo funciona en el diseño web? [En Línea], <http://www.arweb.com/chucherias/editorial/%C2%BFque-es-bootstrap-y-como-funciona-en-el-diseno-web.htm>, [Citado el 05 de abril de 2016]. 15 ArquitecturaJava, que es Spring Boot [En Línea], < https://www.arquitecturajava.com/que-es-spring-boot/ > [Citado el 08 de marzo de 2016]
Yeoman
Yeoman es una fuente abierta del lado del cliente andamios herramienta
para aplicaciones web . Yeoman se ejecuta como una interfaz de línea de
comandos escrita para Node.js y combina varias funciones en un solo lugar, como
generar una plantilla de inicio, administrar dependencias, ejecutar pruebas
unitarias , proporcionar un servidor de desarrollo local y optimizar el código de
producción para la implementación. Yeoman fue lanzado en Google I / O 2012.
Arduino
Arduino es una compañía de fuente abierta y hardware abierto así como un proyecto
y comunidad internacional que diseña y manufactura placas de desarrollo de
hardware para construir dispositivos digitales y dispositivos interactivos que puedan
detectar y controlar objetos del mundo real. Arduino se enfoca en acercar y facilitar
el uso de la electrónica y programación de sistemas embebidos en proyectos
multidisciplinarios. Los productos que vende la compañía son distribuidos
como Hardware y Software Libre, bajo la Licencia Pública General de GNU (GPL) y
la Licencia Pública General Reducida de GNU (LGPL), permitiendo la manufactura
de las placas Arduino y distribución del software por cualquier individuo16.
16 Arduino.io, Que es Arduino [En Línea], < http://arduino.cl/que-es-arduino/ > [Citado el 05 de septiembre de 2013]
1.7.3. Metodología de desarrollo
Metodología Scrum
Scrum es el nombre con el que se denomina a los marcos de desarrollo ágiles
caracterizados por:
Adoptar una estrategia de desarrollo incremental, en lugar de la planificación y
ejecución completa del producto.
Basar la calidad del resultado más en el conocimiento tácito de las personas en
equipos auto organizados, que en la calidad de los procesos empleados.
Solapamiento de las diferentes fases del desarrollo, en lugar de realizar una tras
otra en un ciclo secuencial o en cascada.
SCRUM es un modelo de referencia que define un conjunto de prácticas y roles, y
que puede tomarse como punto de partida para definir el proceso de desarrollo que
se ejecutará durante un proyecto.
Los roles principales en Scrum son el 'Scrum Master, que procura facilitar la
aplicación de scrum y gestionar cambios, el Product Owner, que representa a los
stakeholders (interesados externos o internos), y el Team (equipo) que ejecuta el
desarrollo y demás elementos relacionados con él.
Durante cada sprint, un periodo entre una y cuatro semanas (la magnitud es definida
por el equipo y debe ser lo más corta posible), el equipo crea un incremento de
software potencialmente entregable (utilizable). El conjunto de características que
forma parte de cada sprint viene del Product Backlog, que es un conjunto de
requisitos de alto nivel priorizados que definen el trabajo a realizar (PBI, Product
Backlog Item). Los elementos del Product Backlog que forman parte del sprint se
determinan durante la reunión de Sprint Planning. Durante esta reunión, el Product
Owner identifica los elementos del Product Backlog que quiere ver completados y
los hace del conocimiento del equipo. Entonces, el equipo conversa con el Product
Owner buscando la claridad y magnitud adecuadas (Cumpliendo el INVEST) para
luego determinar la cantidad de ese trabajo que puede comprometerse a completar
durante el siguiente sprint.1 Durante el sprint, nadie puede cambiar el Sprint
Backlog, lo que significa que los requisitos están congelados durante el sprint.
Las principales características de Scrum son:
• Gestión regular de las expectativas del cliente, resultados anticipados,
flexibilidad y adaptación, retorno de inversión, mitigación de riesgos,
productividad y calidad, alineamiento entre cliente y equipo, por último,
equipo motivado.
• Se hace uso de equipos auto-dirigidos y auto-organizados.
• Se realiza a diario una reunión de Scrum, que es una reunión de avance
diaria que no dura más de 15 minutos con el objetivo de obtener
realimentación sobre las tareas del equipo y los obstáculos que se
presentan.17
1.7.3. Marco conceptual
GSM
Es el sistema global para las conexiones móviles en ingles Global System for Mobile
communications. Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su
computador y enviar y recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por
Internet, acceder con seguridad a la red informática de una compañía (red
17 Openaccess, Scrum[En Línea],
<http://openaccess.uoc.edu/webapps/o2/bitstream/10609/17885/1/mtrigasTFC0612memoria.pdf>,
[Citado el 28 de Julio de 2018].
local/Intranet), así como utilizar otras funciones digitales de transmisión de datos,
incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o mensajes de texto.
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un
estándar de segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y
difiere en su mayor velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red
ligeramente distinta y sobre todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-
CDMA). 18
SIM808:
El módulo SIM808 es un módulo completo de banda cuádruple GSM / GPRS que
combina la tecnología GPS para la navegación por satélite. El diseño compacto que
integra GPRS y GPS en un paquete SMT ahorrará significativamente tiempo y
costos para que los clientes desarrollen aplicaciones habilitadas para GPS. Con una
interfaz estándar de la industria y función de GPS, permite rastrear los activos
variables sin interrupciones en cualquier lugar y en cualquier momento con
cobertura de señal.
Comandos AT:
Los comandos AT son instrucciones codificadas que conforman un lenguaje de
comunicación entre el hombre y un terminal modem.
JAVA:
Java es un lenguaje de programación de propósito general, concurrente, orientado
a objetos que fue diseñado específicamente para tener tan pocas dependencias de
implementación como fuera posible. Su intención es permitir que los desarrolladores
18 Sistema global para las comunicaciones móviles [En Línea], <https://riunet.upv.es/bitstream/handle/10251/19023/Memoria_Lizon_Gonzalez_Roberto.pdf;jsessionid=DC08264B6DC663E48D18C8F0D1931344?sequence=1>, [Citado el 28 de julio de 2018].
de aplicaciones escriban el programa una vez y lo ejecuten en cualquier dispositivo
con distintos sistemas operativos sin necesidad de volverlos a compilar o
modificarlos.19
Patrón de arquitectura Modelo Vista Controlador (MVC):
El patrón de arquitectura MVC (Modelo Vista Controlador) es un patrón que define
la organización independiente del Modelo (Objetos de Negocio), la Vista (interfaz
con el usuario u otro sistema) y el Controlador (controlador del workflow de la
aplicación). De esta forma, se divide el sistema en tres capas donde, como se
explica más adelante, se tiene la encapsulación de los datos, la interfaz o vista por
otro y por último la lógica interna o controlador. El patrón de arquitectura "modelo
vista controlador", es una filosofía de diseño de aplicaciones, compuesta por:
Modelo: Contiene el núcleo de la funcionalidad (dominio) de la aplicación. Encapsula
el estado de la aplicación. No sabe nada / independiente del Controlador y la Vista.
Vista: Es la presentación del Modelo. Puede acceder al Modelo, pero nunca cambiar
su estado. Puede ser notificada cuando hay un cambio de estado en el Modelo.
Controlador: Reacciona a la petición del Cliente, ejecutando la acción adecuada y
creando el modelo pertinente. Para entender cómo funciona nuestro patrón Modelo
vista controlador, se debe entender la división a través del conjunto de estos tres
elementos y como estos componentes se comunican unos con los otros y con otras
vistas y controladores externos al modelo principal. Para ello, es importante saber
que el controlador interpreta las entradas del usuario (tanto teclado como el ratón),
19 Lenguajes de Programación, Programación Java [En Línea], < http://www.lenguajes-de-programacion.com/programacion-java.shtml>, [Citado el 28 de julio de 2018].
enviado el mensaje de acción al modelo y a la vista para que se proceda con los
cambios que se consideren adecuados.20
Servidor:
Un servidor es una aplicación en ejecución (software) capaz de atender las
peticiones de un cliente y devolverle una respuesta en concordancia. Los servidores
se pueden ejecutar en cualquier tipo de computadora, incluso en computadoras
dedicadas a las cuales se les conoce individualmente como "el servidor". En la
mayoría de los casos una misma computadora puede proveer múltiples servicios y
tener varios servidores en funcionamiento. La ventaja de montar un servidor en
computadoras dedicadas es la seguridad. Por esta razón la mayoría de los
servidores son proceso diseñados de forma que puedan funcionar en computadoras
de propósito específico.
SGBD:
Un Sistema Gestor de Bases de Datos (SGBD) o DBMA (DataBase Management
System) es una colección de programas cuyo objetivo es servir de interfaz entre la
base de datos, el usuario y las aplicaciones. Se compone de un lenguaje de
definición de datos, de un lenguaje de manipulación de datos y de un lenguaje de
consulta. Un SGBD permite definir los datos a distintos niveles de abstracción y
manipular dichos datos, garantizando la seguridad e integridad de los mismos.21
20 Book Cakephp, Entendiendo el Modelo - Vista - Controlador [En Línea], <http://book.cakephp.org/2.0/es/cakephp-overview/understanding-model-view-controller.html>, [Citado el 4 de septiembre de 2018]. 21 Cavsi, ¿Qué es un sistema gestor de Bases de Datos? [En Línea], <http://www.cavsi.com/preguntasrespuestas/que-es-un-sistema-gestor-de-bases-de-datos-o-sgbd/>, [Citado el 3 de septiembre de 2018].
SQL:
El lenguaje de consulta estructurado o SQL (por sus siglas en inglés Structured
Query Language) es un lenguaje declarativo de acceso a bases de datos
relacionales que permite especificar diversos tipos de operaciones en ellas. Una de
sus características es el manejo del álgebra y el cálculo relacional que permiten
efectuar consultas con el fin de recuperar, de forma sencilla, información de bases
de datos, así como hacer cambios en ellas.
1.8. Factibilidad
1.8.1. Factibilidad Técnica
¿Qué se necesita para desarrollar el prototipo?
MANO DE OBRA
ESTUDIANTE DE INGENIERIA TELEMATICA CON CONOCIMIENTOS EN
DESARROLLO DE SOFTWARE, DISEÑO DE BASE DE DATOS E
INFRAESTRUCTURA Y PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN POR MEDIOS
NO GUIADOS.
INSUMOS
- 1 SERVIDOR
- 1 EQUIPO PARA DESARROLLO
- 1 SIM 808
- 1 TELEFONO CELULAR
- BOLSA DE CABLES EMBRA MACHO
- SIM CARD 3G
- LIPOLY BATTERY 500MAH O MAS
- ANTENA GSM
- ANTENA PASIVA GPS
Ilustración 3 Dispositivo de Rastreo
La ilustración 4 muestra una posible configuración física para el dispositivo que se
utiliza para obtener la localización de las motocicletas, este dispositivo es del
tamaño de una moneda aproximadamente, por lo cual será muy conveniente para
ubicar en casi cualquier parte de la motocicleta.
La ubicación de este dispositivo puede variar de acuerdo a las características de la
motocicleta, mayormente pueden ir debajo del asiento, detrás de la luz trasera,
debajo de los bastidores, o donde las características físicas de la motocicleta nos lo
faciliten más.
Ilustración 4 motocicleta y sus partes
¿Dónde se va a localizar el proyecto?
UBICACIÓN DEL PROYECTO
BOGOTÁ D.C.
El desarrollo efectivo del prototipo está dado en primer lugar, por el grupo de
individuos que poseen las capacidades técnicas requeridas para el diseño y
desarrollo del mismo.
En segundo lugar, por los dispositivos a usarse en dicho desarrollo con los cuales
se va a construir el prototipo deben ser comprados localmente a diferencia del SIM
808 el cual debe ser importado desde Europa para poder utilizar lo más avanzado
de su tecnología GSM en Colombia.
Con lo anterior se puede concluir que el proyecto es factible técnicamente debido a
que se puede acceder a todos los recursos técnicos necesarios para la creación del
sistema telemático y se cuenta con la documentación y los conocimientos técnicos
necesarios para poder manipularlos.
• Tecnologías relacionadas vs Este proyecto
Tabla 1 cuadro comparativo con tecnología actuales
Proyecto Ventajas Desventajas Precio
CITTATRE
ND-
Localizador
GPS
Tracker
Seguidor
para
Automóvil
Coche
Vehículo
Moto
- Alta
precisión
dispositiv
o
- Envio de
ubicación
mediante
SMS
- apto para
moto,
camión
e.t.c.
- Alto
consumo de
datos.
- Carece de
aplicación de
cara al
usuario para
personalizar
funcionamie
nto y datos
base.
32,99 €
Camión
TK102B
- 4Band:
850/900/
1800/190
0MHz.
Red:
GSM/GP
RS
- gran
memoria
integrada
- Muy bien
la función
de
localicaci
ón
XCSOURC
E Vehículo
Rastreador
Motocicleta
Bicicleta de
Coche
Antitheft
AH207
- Localizad
or en
Tiempo
Real
- Seguimie
nto de
GPS /
gsm /
GPRS /
SMS
- (admite
Android /
IOS APP,
web /
WAP).
- Obtenció
n de
instruccio
nes y la
informaci
ón de
ubicación
- Alto
consumo de
energía
- Alto
consumo de
datos
- baja
cobertura de
GPS en
ambientes
cerrados
- No es un
dispositivo
de
localización
en tiempo
real
20,69 €
a través
de SMS,
las
consultas
en el
mapa de
Google.
- Necesita
contrase
ña para
hacer y
cambiar
cualquier
configura
ción,
proteger
su
privacida
d.
Incutex
localizador
rastreador
GPS TK104
para
personas y
vehículos -
antirrobo
- Localizac
ión en
tiempo
real una
simple
llamada
al
rastreado
r y
recibirá
inmediata
mente un
SMS con
los
detalles
de este.
- Sensor
de
movimien
- baja
cobertura de
GPS en
ambientes
cerrados
- carece de
aplicación de
cara al
usuario.
- No es un
dispositivo
de
localización
en tiempo
real
32,99 €
tos
integrado
,
- botón
SOS en
caso de
emergen
cia.
- 2x
baterías
800mAh
SISTEMA
PARA LA
LOCALIZA
CIÓN DE
MOTOS
MEDIANTE
GSM Y GPS
EN
BOGOTÁ
- Alta
precisión
dispositiv
o
- apto para
moto,
camión
e.t.c.
- envió de
detalles
de
ubicación
mediante
SMS
- Sitio Web
disponibl
e para
tener
más de
un
Dispositiv
o.
- Envió de
ubicación
por
disposici
ón
- No es un
dispositivo
de
localización
en tiempo
real.
- baja
cobertura de
GPS en
ambientes
59.46 €
1.8.2. Factibilidad Operativa
• Se busca desarrollar un sistema efectivo, que permita a las personas obtener
la ubicación de sus motocicletas, para lo cual se destina una persona para el
desarrollo de este sistema con sólidos conocimientos y experiencia en
desarrollo, titulada en sistematización de datos y con estudios actuales y
avanzados en redes y transmisión de datos.
• El sistema tiene mínimas probabilidades de obsolescencia puesto que sus
funcionalidades se basan en infraestructura externa, como lo es el caso de
GPS y GSM en donde a medida que se actualicen las tecnologías de estos
módulos, se crearan nuevos microcontroladores que soporten nuevas
tecnologías y puedan implementarse en este proyecto haciendo uso de las
mejoras que proporcionan.
únicamen
te del
cliente
para
bajar
consumo
de datos
y
alimentac
ión.
- Bajo
costo de
datos al
ser
transmitir
únicamen
te SMS
El sistema es factible operativamente ya que depende de infraestructura de
telecomunicaciones externa que cuenta con soporte y evolución continua,
además el software que se utiliza en sus distintos componentes es libre y por
tanto el sistema no contara con ningún tipo de restricción en cuanto a su
distribución.
1.8.3. Factibilidad Económica
El diseño y construcción del prototipo del sistema de geolocalización requiere
tiempo y ciertos factores que generan un costo que se plantea de la siguiente
manera:
CT = Costo Total
RHW = Recursos Hardware
RH = Recurso Humano
RL = Recurso Lógico
MI = materiales e insumos
CT = RHW + RH + RL + MI
Recurso de hardware:
El recurso de hardware está estimado para dos computadores durante 6 meses
donde uno hará el papel de servidor y otro como equipo de construcción de todos
los componentes que se requieran.
Tabla 2 Costo del Hardware
Número de Computadores 2
Meses Trabajados 2
Número de días al Mes trabajados 20
Consumo de horas en un día 4
Valor hora de consumo $ 1000
Número de Computadores 2
Meses Trabajados 2
Número de días al Mes trabajados 20
Consumo de horas en un día 4
Valor hora de consumo $ 1000
RHW= Número de días al mes trabajados * meses trabajados * valor hora de
consumo * número de computadores * número de horas por día.
RHW= 20 * 2 * 1000 * 2 * 4
RHW= $320.000
Total, de costo de Recurso de hardware es: $320.000
Recurso Humano (Personal):
Tabla 3 Costo de Personal
Número de personas 2
Meses Trabajados 2
Número de días al Mes trabajados 20
Número de Horas Trabajadas al día 8
Hora Laboral $ 5000
Número de personas 1
Meses Trabajados 2
Número de días al Mes trabajados 20
Número de Horas Trabajadas al día 8
Hora Laboral $ 5000
E (Estudiantes) = (Días trabajados * (horas al día * valor hora))*número de
personas.
E (Estudiantes) = (120* (4* 20.000))* 1
E (Estudiantes) = $ 9’600.000
AT (Asesoría Tutor) = (Días trabajados * valor hora)
AT (Asesoría Tutor) = (24*30.000)
AT (Asesoría Tutor) = $ 720.000
Total de Costos de Recursos Humanos es:
RH = E + AT
RH = $9.600.000 + $ 720.000
RH = $ 10’320.000
Recurso Lógico:
Tabla 4 Recursos Lógicos
Valor Hora Internet 1.000
Número de Horas Navegadas 240
Valor Hora Internet: 1.000
Número de Horas Navegadas: 200
I (Internet) = Valor Hora Internet * Número de Horas Navegadas
I = $ 1.000 * 200
I = $ 200.000
Total de Costos Recursos Lógicos es:
RL = $ 200.000 pesos M/CTE
Materiales e Insumos:
Tabla 5 Materiales
Materiales Valor
Equipo de Oficina $10.000
Batería de litio 500 mAh $30.000
SIM 808 $240.000
Cables y conectores $20.000
Antena GSM $50.000
Proveedor de SMS $125.000
Fotocopias $15.000
Impresiones $45.000
CDS y DVD $3.000
TOTAL $611.000
Tabla 6 Materiales
COSTO TOTAL DEL PROYECTO
Tabla 7 total de precios
El proyecto es factible económicamente porque se cuenta con las herramientas y
recursos necesarios para el desarrollo en su totalidad.
1.8.4. Factibilidad Legal
El sistema de geolocalización será desarrollado bajo entornos de desarrollo de
software libre con el fin de aprovechar y promover el proyecto IcedTea el cual se
basa en los términos de la licencia “GPL” (General Public License) La licencia GPL
puede ser usada por cualquiera, ya que su finalidad es proteger los derechos de los
usuarios finales. Se utilizará java y como entorno de desarrollo netbeans, La base
de datos también estará soportado en un SGBD con licencia gratuita como lo es
MySQL.
Por otra parte, para los medios de transmisión se utilizará infraestructura externa y
de acceso gratuito mediante las tecnologías correspondientes, como lo es la
infraestructura del GPS y GSM en la cual se utiliza la infraestructura 3G que nos
ofrece alguno de los proveedores de Colombia como lo es ETB, Claro, Movistar
entre otros, a través de la compra de una SIM.
Esto nos asegura un estado legal gratuito y libre para su implementación y
funcionamiento en todas sus etapas del ciclo de vida.
El aplicativo podrá ser usado por los usuarios que permitan el grupo de investigación
y sus administradores, sin embargo, su código fuente no estará disponible para
hacer mejora o actualización.
Algunas de las normas colombianas sobre las cuales se establecerá el alcance del
proyecto se presentan a continuación.
• Decreto número 723 del 10 de abril de 2014, Artículo 7: Instalación del equipo
GPS u otro dispositivo de seguridad (Terminal). Se realizará en la maquinaria
descrita en el Decreto número 723 de 2014, por parte del proveedor de
servicio, la cual se efectuará únicamente en la estación del operador o cabina
de la máquina.
• Decreto número 0741 de 1993 Articulo 2 : La telefonía móvil celular es un
servicio público de telecomunicaciones, no domiciliario, de ámbito y
cubrimiento nacional, que proporciona en sí mismo capacidad completa para
la comunicación telefónica entre usuarios de la Red de Telefonía Móvil
Celular y, a través de la interconexión con la Red Telefónica Pública
Conmutada (RTPC), entre aquellos, y usuarios de la Red Telefónica Pública
Conmutada, haciendo uso de una Red de telefonía móvil celular, en la que la
parte del espectro radioeléctrico asignado constituye su elemento principal.
• Decreto número 0741 de 1993 Articulo 4: El servicio de telefonía móvil
celular, es técnicamente un servicio básico de telecomunicaciones, que
proporciona en sí mismo capacidad completa, incluidas las funciones del
equipo terminal, para la comunicación entre usuarios de la red de telefonía
móvil celular y, a través de la interconexión con la Red Telefónica Pública
Conmutada (RTPC).
Legalmente se evidencia que el proyecto es factible debido a que las normas
que regulan los distintos componentes de hardware y software de este sistema,
no restringen el propósito y funcionamiento para el cual está diseñado.
1.9. Cronograma de actividades
Ilustración 5 Cronograma de actividades
2. PROTOTIPO DE GEOLOCALIZACIÓN PARA MOTOCICLETAS
Plantear el prototipo es la parte en la cual se definen los componentes de hardware
que se requieren para la solución, así como también la documentación de la
estructura y el funcionamiento de cada uno, su conexión y estructura física ideal con
base en las dimensiones del hardware seleccionado.
2.1. Lista de Actividades Tabla 8 Lista de actividades
H.U ID Actividades Responsable Estimación Prioridad
02 01 Documentación
estructura física y
funcionamiento del micro
SIM808.
Camilo
Frontado
5 Alta
02 02 Documentación de
microcontrolador
Arduino.
Camilo
Frontado
3 Alta
02 03 Establecer conexiones
físicas entre arduino y
SIM808
Camilo
Frontado
3 Alta
02 04 Armar e introducir
prototipo de
geolocalización dentro
de una caja resistente
con las mínimas
dimensiones posibles
Camilo
Frontado
2 Alta
2.1.1. Documentación de estructura física y funcionamiento del SIM808
Con esta actividad se logra entender componentes físicos, temas de
alimentación y elementos adicionales al sim 808 como la antena GSM y la
antena GPS.
Ilustración 6 hardware SIM808
2.1.2. Documentación de Arduino
El Arduino es uno de los más comunes microcontroladores en la industria,
debido a que físicamente es muy completo y se pueden extender sus
funciones con hardware adicional. Es importante en el protopito de
geolocalización ya que ayudará a interpretar las peticiones del sistema web y
las traduce a comandos AT, funciona como traductor y administrador entre
Sistema web y sin 808.
2.1.3. Establecer conexión Física entre arduino y SIM808
Se establece la conexión mediante el TX y el RX de cada uno de los
dispositivos, adicionalmente el GND como se muestra a continuación.
Ilustración 7 arduino y SIM808
2.1.4. Armar e introducir prototipo de geolocalización dentro de una caja
resistente con las mínimas dimensiones posibles
Para este caso se hace uso de un proveedor que con base en las dimensiones
de los microcontroladores construye una caja en acrílico para consolidar el
prototipo de geolocalización.
Ilustración 8 prototipo localizador
3. DISEÑO DEL SISTEMA TELEMÁTICO
En este capítulo es donde se identifican a alto nivel los componentes de software
y de hardware utilizados en la solución, se establecen las relaciones que tendrán
entre ellos y se aprecian las principales funciones que tendrá el sistema
telemático.
3.1. Lista de Actividades
Tabla 9 lista de actividades
H.U ID Actividades Responsable Estimación Prioridad
04 01 Identificar Arquitectura
general de componentes
informáticos y de
comunicaciones.
Camilo
Frontado
5 Alta
04 02 Describir funcionalidades
del proceso de
geolocalización
Camilo
Frontado
3 Alta
04 03 Diagramas de secuencia
de geolocalización
Camilo
Frontado
2 Alta
04 04 Definir Ambiente de
desarrollo e ejecución de
Código
Camilo
Frontado
8 Alta
04 05 Evidenciar simulación de
funcionamiento de
sistema
Camilo
Frontado
5 Alta
3.1.2. Identificar Arquitectura general de componentes informáticos y de
comunicaciones.
Con base en el prototipo de geolocalización y los diferentes componentes de
comunicaciones que provee como el GPS y el GPS. Se hace necesario identificar
la manera como interactúa con un sistema informático y evidenciar las distintas
transmisiones remotas de datos que contiene este sistema telemático.
Tabla 10 Arquitectura General del Sistema Telemático
3.1.3. Describir funcionalidades del proceso de geolocalización
o Registrar en el portal a los usuarios que hayan adquirido un dispositivo
de rastreo para su motocicleta.
o Permitir iniciar sesión segura al portal mediante JWT para poder
acceder a las funcionalidades que brinda el portal para los usuarios
convencionales.
o Consultar, modificar y Registrar información personal, así como
también información relevante sobre su motocicleta y el dispositivo de
rastreo asociado.
o Enviar mensaje de texto mediante GSM a un microcontrolador.
o Obtener longitud y latitud mediante GPS y mostrarla dentro del portal
en un mapa utilizando el api de google maps.
3.1.4. Diagramas de secuencia de geolocalización Tabla 11 Diagrama de secuencia Sistema Telemático
3.1.5. Definir Ambiente de desarrollo e ejecución de Código
o El desarrollo de la aplicación se desarrolló bajo el framework llamado
jhipster el cual es capaz de generar gran cantidad de código tanto
frontend como backend basado en un muy detallado modelo de datos.
o El aplicativo está diseñado sobre sobre Angular 6 y java 1.8 utilizando
Spring boot, y servicios rest con autenticación JWT.
o Los contenedores que se utilizaron para desplegar esta aplicación son
Node.js para la parte frontend, y Tomcat 8.5 para el backend.
o La base de datos Msql se montó sobre Azure devops.
o El despliegue en producción de la aplicación se genera sobre
HEROKU.
Para la ejecución de código por favor dirigirse al anexo 3 llamado manual técnico
donde encuentra todo el detalle.
3.1.6. Evidenciar simulación de funcionamiento de sistema
Este punto se encuentra detalladamente en el anexo 2 denominado Manual de
Usuario, el cual muestra el paso a paso dentro del sistema de como se le envía
una petición al dispositivo y se puede evidenciar su ubicación dentro del sistema
de información.
4. DISEÑO DE LA BASE DE DATOS
En este capítulo es donde se define el modelo de datos sobre el cual funcionará
el sistema. Como se establece en la fase de planeación el motor de base de
datos seleccionado es MySQL, el cual es un SGBD relacional que permite
mantener los datos organizados, ideal para esta solución al poder tener en
cuenta las propiedades ACID para la información, poder establecer relaciones
entre entidades y definir tipos de datos para sus atributos que faciliten el
funcionamiento y mejoren el performance de la aplicación.
4.1. Lista de Actividades
Tabla 12 lista de actividades
H.U ID Actividades Responsable Estimación Prioridad
04 01 Diseñar entitys en
JHispter
Camilo
Frontado
5 Alta
04 02 Crear Base de datos en
azure
Camilo
Frontado
3 Alta
04 03 Conectar base de datos
en ambiente de
producción
Camilo
Frontado
8 Alta
04 04 Crear entidades en la
base de datos
Camilo
Frontado
2 Alta
4.1.1. Diseñar entitys en JHispter
Se diseña el modelo relacionar con jhipster debido a que Se podrá exportar el
archivo resultante .jdl a jhipster para que cree las entidades de persistencia y
las tablas junto con sus relaciones en la base de datos elegida (ver detalle en
anexo 3 manual tecnico).
Ilustración 9 Diseño de modelo de datos
4.1.2. Crear Base de datos en azure
La creación de la base de datos de azure permite que la base de datos se
encuentre disponible en línea para todo aquel que tenga las credenciales y la
ruta de acceso, además azure permite una creación sencilla y asistida con
múltiples opciones para recursos, disponibilidad y backup.
Ilustración 10 base de datos en línea
4.1.3. Conectar base de datos en ambiente de producción
Abrir el archivo application-prod.yml del proyecto y adjuntar la ruta y las credenciales
de la base de datos como se muestra a continuación.
Ilustración 11 configuración de producción
4.1.4. Crear entidades en la base de datos
Teniendo conectado la base de datos de producción se ejecuta la app y jhipster
creara las entidades en base de datos con base en el archivo .jdl que fue importado
en las actividades previas.
Ilustración 12 modelo relacional de Base de Datos
5. PROGAMACIÓN DEL MICROCONTROLADOR
En este capítulo se describe la programación implementada en el arduino para
gestionar los módulos y las funciones del micro SIM808; se exponen algunas
librerías que pueden facilitar la recepción y envió de mensajes SMS así como
también el acceso al GPS del dispositivo para extraer valores útiles como la
longitud y latitud y poder compartir la ubicación.
5.1. Lista de actividades
Tabla 13 Lista de actividades para programar el micro
H.U ID Actividades Responsable Estimación Prioridad
05 01 Importar librerías Camilo
Frontado
1 Alta
05 02 Definir variables globales Camilo
Frontado
1 Alta
05 03 Inicializar módulo GSP y
modulo GPS
Camilo
Frontado
2 Alta
05 04 Detectar mensaje, origen
capturar latitud, longitud
Camilo
Frontado
3 Alta
05 05 Concatenar latitud y
longitud con url del portal
Camilo
Frontado
2 Alta
05 06 Enviar SMS al origen con
ubicación
Camilo
Frontado
1 Alta
5.1.1. Importar librerías
Cada librería juega un papel importante en la programación del micro, una
controla los eventos del GSM y el GPS, esta se denomina DFRobot_SIM808-
master, y la otra se encarga de establecer la velocidad de transmisión y los
pines de conexión llamada SoftwareSerial.
Ilustración 13 importar librerias
5.1.2. Definir variables globales
Las variables definidas como globales son utilizadas como el core de la
aplicación entre ellas se tienen variables como lat, lon, mensaje, phone, y los
pines de transmisión y recepción de datos.
Ilustración 14 definir variables globales
5.1.3. Inicializar módulo GSP y modulo GPS
Con ayuda de la librería DFRobot_SIM808-master se le dice al SIM808 que
inicialice los módulos de GSM y GPS.
Ilustración 15 inicialización de GPS y GSM
5.1.4. Detectar mensaje, origen capturar latitud, longitud
Ilustración 16 detectar mensaje y origen
Ilustración 17 capturar Longitud y latitud
5.1.5. Concatenar latitud y longitud con URL del portal
Teniendo la longitud y latitud almacenadas en variables, se concatenan
junto con la url dentro de la variable mensaje.
Ilustración 18 concatenar longitud y latitud dentro de url
5.1.6. Enviar SMS al origen con ubicación
Con ayuda de la librería SIM808 se llama la función sendSMS() a la cual
se le pasa como parámetros el mensaje y el teléfono respectivamente en
ese orden.
Ilustración 19 enviar SMS de localización
6. CONCLUSIONES
➢ El prototipo del sistema de geolocalización que se desarrolló en este proyecto
reduce los costes de manutención del rastreador a comparación de los
dispositivos comerciales que usan comunicación mediante GSM debido a
que no es necesario tener datos en la SIM del dispositivo, si no únicamente
un saldo para enviar mensajes SMS.
➢ El prototipo desarrollado en este proyecto es un insumo factible para los
interesados en llevar acabo un producto comercial viable, debido a que
puede adaptarse fácilmente a extensiones y modificaciones de hardware y
software debido a que se cuenta con una arquitectura definida de integración
con los servicios utilizados y los protocolos de transmisión GPS, GSM, HTTP.
➢ Este proyecto podría ser económicamente viable para su comercialización
utilizando o imprimiendo microcontroladores con las funciones mínimas
requeridas, y no utilizando los microcontroladores estándar como arduino y
SIM 808, los cuales incrementan el valor del dispositivo de rastreo debido a
sus módulos de micrófono, auriculares, memoria, procesamiento etc.
➢ El tamaño del dispositivo es atribuido al tamaño mínimo de los
microcontroladores estándar y podría ser mucho más pequeño imprimiendo
una baquela con los módulos necesarios únicamente, por tanto, es viable
implementarlo solo en algunas motos que presenten el espacio suficiente o
en su defecto en el baúl de la misma.
➢ El arduino resulta ser el dispositivo más pequeño y sencillo que nos permite
interpretar la petición de la aplicación y administrar las funciones del SIM 808
gestionando la comunicación y actividades mediante comandos AT.
➢ Gracias al diseño del sistema es posible enviar la ubicación de la motocicleta
a diferentes dispositivos móviles, siempre y cuando esta sea la decisión del
propietario.
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